本文關(guān)鍵詞：基于直流無刷電機(jī)的電動(dòng)戶外廣告系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：直流電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,具有體積小、運(yùn)行可靠、控制簡便等特點(diǎn)。直流無刷電動(dòng)機(jī)是從有刷電動(dòng)機(jī)演變而來的,其不僅繼承了直流有刷電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn),還克服了有刷電動(dòng)機(jī)機(jī)械電刷換向帶來的一系列問題,在現(xiàn)代社會生活和生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面得到廣泛應(yīng)用。如何就直流無刷電動(dòng)機(jī)構(gòu)建一個(gè)可靠實(shí)用的控制系統(tǒng),達(dá)到反應(yīng)快、精度高、定位準(zhǔn)的目的,并能夠應(yīng)用到其他行業(yè)領(lǐng)域,是研究人員關(guān)注的一項(xiàng)重要內(nèi)容,因此對直流無刷電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文首先介紹了直流無刷電動(dòng)機(jī)的組成部分、工作過程、驅(qū)動(dòng)方式、換相過程和調(diào)速原理。采用單極性PWM(Pulse Width Modulation)調(diào)制方式對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí),可以較好地抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本文在建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對無刷直流電機(jī)換相過程進(jìn)行分析,計(jì)算得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。最后,介紹了采用PI調(diào)速器的速度控制策略。本文設(shè)計(jì)了以STM32芯片為控制核心的電動(dòng)戶外廣告控制系統(tǒng)。硬件電路主要由控制芯片電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、檢測電路和電源電路組成。其中,功率驅(qū)動(dòng)電路、控制芯片電路和位置信號檢測電路實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和控制；檢測電路通過對系統(tǒng)電壓電流的實(shí)時(shí)檢測,控制電機(jī)過載,增加了電路的安全性。系統(tǒng)軟件采用層次化的設(shè)計(jì)思想,分成主程序和子程序,依據(jù)功能劃分各模塊,用C語言開發(fā)。主程序主要進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)各端口、模塊、中斷、變量和外設(shè)的初始化,根據(jù)功能需要,實(shí)現(xiàn)子程序調(diào)用。子程序采用中斷函數(shù)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)位置信號的捕獲、PWM的產(chǎn)生、電子換相和AD轉(zhuǎn)換等控制功能。通過激活STM32芯片的功能模塊和調(diào)用相關(guān)函數(shù),子程序還具有系統(tǒng)待機(jī)、定時(shí)開啟／關(guān)閉、循環(huán)展示、畫面定位、串口通信等應(yīng)用功能。最后,在搭建的簡易實(shí)驗(yàn)平臺上對控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,達(dá)到預(yù)期的效果,為今后的進(jìn)一步深入研究提供了平臺。
【關(guān)鍵詞】：直流無刷電動(dòng)機(jī) PID控制 單片機(jī) 電子換相
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM33
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 直流無刷電動(dòng)機(jī)的發(fā)展概述9-10
• 1.2 直流無刷電動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制10-11
• 1.2.2 智能控制策略11-12
• 1.2.3 無位置傳感器位置檢測12-13
• 1.3 研究背景和意義13-14
• 1.4 內(nèi)容安排14-15
• 第二章 直流無刷電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)與工作原理15-28
• 2.1 直流無刷電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)15-19
• 2.1.1 直流無刷電動(dòng)機(jī)本體15-16
• 2.1.2 位置檢測器16-17
• 2.1.3 功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)控制電路17-18
• 2.1.4 直流無刷電動(dòng)機(jī)的橋式驅(qū)動(dòng)電路18-19
• 2.2 直流無刷電動(dòng)機(jī)的工作原理19-26
• 2.2.1 直流無刷電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的基本原理19-21
• 2.2.2 兩兩導(dǎo)通六狀態(tài)驅(qū)動(dòng)原理21-23
• 2.2.3 直流無刷電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制和制動(dòng)23-24
• 2.2.4 直流無刷電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)24-26
• 2.3 本章小結(jié)26-28
• 第三章 直流無刷電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型28-38
• 3.1 數(shù)學(xué)模型28-31
• 3.1.1 電壓方程28-29
• 3.1.2 轉(zhuǎn)矩方程29
• 3.1.3 運(yùn)動(dòng)方程29-30
• 3.1.4 傳遞函數(shù)30-31
• 3.2 PWM調(diào)制對電動(dòng)機(jī)換相轉(zhuǎn)矩的影響31-34
• 3.3 永磁直流無刷電動(dòng)機(jī)的控制策略34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于電機(jī)的電動(dòng)戶外廣告系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)38-59
• 4.1 控制系統(tǒng)安全要求及性能要求38-39
• 4.2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)39-41
• 4.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)41-49
• 4.3.1 STM32控制芯片電路41-43
• 4.3.2 功率驅(qū)動(dòng)電路43-46
• 4.3.3 電壓電流檢測電路46-47
• 4.3.4 霍爾位置檢測電路47-48
• 4.3.5 電源電路48-49
• 4.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)49-58
• 4.4.1 軟件開發(fā)環(huán)境介紹49
• 4.4.2 主程序設(shè)計(jì)49-51
• 4.4.3 中斷子程序51-52
• 4.4.4 AD子程序52-53
• 4.4.5 PWM輸出子程序53-54
• 4.4.6 位置檢測和換相子程序54-56
• 4.4.7 待機(jī)子程序56-57
• 4.4.8 串口子程序57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 系統(tǒng)測試59-62
• 第六章 總結(jié)和展望62-63
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 曾建安,曾岳南,暨綿浩;MOSFET和IGBT驅(qū)動(dòng)器IR2136及其在電機(jī)控制中的應(yīng)用[J];電機(jī)技術(shù);2005年01期

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4 邱建琪 ,史涔o，

本文編號：453079